SU1728629A1 - Устройство дл измерени линейных перемещений - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использована в отсчетных системах измерительных приборов, координатно-измерительных машин и прецизионных станков. Целью изобретени.   вл етс  повышение точности измерений за счет устранени  перекосов индикаторной решетки, обеспечени  посто нствз зазорэ между решеткз.ми и снижени  вли ни  температуры окруж-аю1ией средь:. При измерении отсчетна  головка 3 перемеидаетс  с подЕижнь^м органом станка. Движение Передаетс  каретке ^. несуш.ей решетку 9. При4 .8 23

Description

////////,/// /7//777777,

:

27 26 J - П А

этом зазор между решетками 2 и 9 посто неН за счет фиксации решетки 9 на сферических опорах 6-8 с помощью цилиндрических эксцентриков 11-13, обладающих демпфирующими свойствами. При освещении решеток 2 и 9 образуетс  модул ционна  картина комбинационных полос, пропорциональных 1/4 периода решетки 2, котора  воспринимаетс  фотодиодами и преобразуетс  к виду , удобному дл  счета и индикации. 3 ил.

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано в отсчетных системах измерительных приборэв , кооординатио-измерительных машин, прецизионных станков. Известно устройство дл  измерени линейных перемещений, содержащее осветитэль , измерительную и индикаторную дифракционные решетки / узел фотоэлементов . Индикаторна  дифракционна  решетка приклеена к каретке, котора  через штифты, располагающиес  на эксцентричных ос х, прижимаетс  к измерительной дифракционной решетке с возможностью перемещени  относительно нее, Прижмм каретки обеспечиваетс  с помощью упругого элемента в форме си/ ьфона, прикрепленного к корпусу узла фотоэлементов по одной оси с ним. Недостатком этого устройства  вл етс  неудобство его сборки и проведени  контрольных операций при юстировке, обусловленное тем. что индикаторна  дифракционна  решетка приклеена к корпусу каретки , что делает конструкцию устройства неразборной. При настройке устройства необходимо установить и проконтролировать зазор между измерительной и индикаторной дифракционными решетками, взаимное расположение которых должно быть строго согпасовано . Чтобы добитьс  посто нства зазора между решетками при настройке устройства eждy ними ставитс  упруга  прокладка, после чего индикаторна  дифракционна  решетка приклеиваетс  к каретке. Затем прокладка Еынимаетс . Однако, если при проведении контрол  индикатором положени  опорных ьитифтов, через которые каретка поджимаб тс  к измерительной дифракционной решетке , окажетс  что зазор неравномерен, 10 положени  индикаторной дифракционной решетки, приклеэнной к каретке, уже не изменить. Перекос ее приводит к снижению точности измерений. Кроме того, температурные колебани  могут вызвать деформацию клеевого сло , что приводит к подвижке индикаторной дифракционной )ешетки и также к снижению точности изг ерений . Известно устройство дл  измерени  линейных перемещений, содержащее корпус, жестко закрепленную в нем измерительную дифракционную ре иетку, отсчетную головку , установленную с возможностью перемещени  вдоль измерительной дифракционной решетки, установленную в отсчетной головке каретку, механизм прижати  каретки к измерительной дифракционной решетке индикаторную дифракционную решетку, двум  противоположными гран ми приклеенную к стенкам окна, выполненного в каретке, и выполненную с возможностью взаимодействи  с измерительной дифракционной решеткой . Недостатками этого устройства  вл ютс  неудобство проведени  операций контрол  и юстировки при сборке устройства и снижение точности измерен1/:й, оиусловленное тем, что индикаторна  дифракционна  решетка закреплена в окне, Быполненном в каретке, с помощью кле , т.е. тем. что конструкци   вл етс  неразборной и тем, что ввиду колебаний температуры окружающей средь возмо.укна подвижка приклеенной индикаторной дифракционной решетки, так как зазоры под клей между стенками окна и гран ми каретки не могут быть вьтолнень: абсолютно идентичными по толщине, что приводит к снижению точности измерений. Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  устройство дл  измерени  линейных перемещений, содержащее корпус , закрепленную в нем измерительную дифракционную решетку, отсчетную головку , установленную с возможностью перемещени  вдоль решетки, установленную в отсчетной головке каретку с пр моугольным вырезом, продольна  ось которого параллельна оси симметрии измерительной дифракционной решетки, а на взаимно перпендикул рных сторонах которого выполнены сферические опоры, индикаторную дифракционную решетку, установленную в пр моугольном вырезе, механизм фиксации индикаторной дифракционной решетки на сферических опорах и механизм прижати  каретки к измерительной дифракционной решетке.

Недостатками известного устройства  вл ютс  неудобства юстировки при сборке устройства и снижение точности измерений .

Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерений.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройстве дл  измерений линейных перемещений , содержащем корпус, закрепленную в нем измерительную дифракционную решетку, отсчетную головку, установленную с возможностью перемещени  вдоль решетки , установленную в отсчетной головке каретку с пр моугольным вырезом, продольна  ось которого параллельна оси симметрии измерительной дифракционной решетки, а на взаимно перпендикул рных сторонах которого выполнены сферические опоры, индикаторную дифракционную решетку, установленную в пр моугольном вырезе, механизм фиксации индикаторной дифракционной решетки на сферических опорах и механизм прижати  каретки к измерительной дифракционной решетке, механизм фиксации индикаторной дифракционной решетки на сферических опорах выполнен в виде демпфирующих элементов по числу сферических опор, установленных оппозитно к ним по лини м контакта с индикаторной дифракционной решеткой, а каждый из демпфирующих элементов выполнен в виде эксцентрично закрепленного донной поверхностью на каретке с возможностью вращени  тонкостенного стакана со сферическим буртиком на наружной поверхности, контактирующим с индикаторной дифракционной решеткой, а стакан подпружинен в направлении контакта донной части с кареткой .

На фиг.1 показана схема устройства дл  измерени  линейных перемещений; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.З сечение Б-Б на фиг.1.

Устройство содержит корпус 1, закрепленную в нем измерительную дифракционную решетку 2, отсчетную головку 3, установленную с возможностью перемещени  вдоль решетки 2, установленную в отсчетной головке 3 каретку 4 с пр моугольным вырезом 5, продольна  ось которого параллельна оси симметрии измерительной дифракционной решетки 2, а на взаимно перпендикул рных сторонах которого выполнены сферические опоры 6-8. В пр моугольном вырезе 5 установлена индикаторна  дифракционна  решетка 9. Устройство содержит механизм 10 прижати  каретки 4 к измерительной дифракционной решетке 2 и механизм фиксации индикаторной дифракциионной решетки 9 на сферических опорах

6-8, который выполнен в виде демпфирующих элементов 11-13 по числу сферических опор, установленных оппозитно к ним по лини м контакта с индикаторной дифракционной решеткой 9.

Каждый из демпфирующих элементов 11-13 выполнен в виде эксцентрично закрепленного донной поверхностью на каретке 4 с возможностью вращени 

0 тонкостенного стакана со сферическим буртиком на наружной поверхности, контактирующим с индикаторной дифракционной решеткой 9, а стакан подпружинен в направлении контакта донной части с кареткой 4. Причем демпфирующие элементы 11-13 установлены в сквозных цилиндрических отверсти х 1416 , выполненных в корпусе каретки 4. Стакан подпружинен в направлении контакта донной части с кареткой 4, например, с помощью

0 пружин или шайб Гровера 17-19.

Механизм 10 прижати  каретки 4 к измерительной дифракционной решетке 2 может быть выполнен, например, в виде цилиндрических пружин 20 и 21, которые с

5 тарированным усилием поджимают каретку 4 к направл ющим плоскост м измерительной дифракционной решетки 2 через подшипники 22-26 скольжени , установленные на каретке 4, один из которых, а именно

0 подшипник 26 скольжени , закреплен в регулировочном винте 27, предназначенном дл  согласовани  наклона штрихов индикаторной 9 и измерительной 2 дифракционных решеток,

5 В корпусе подвижной отсчетной головки 3 со стороны индикаторной дифракционной решетки 9 установлен излучатель, со стороны измерительной дифракционной решетки 2 - фотодиоды (не показаны). В устройстве предусмотрена система обработки и выдачи информации об измерении. В случае применени  предлагаемого устройства дл  измерени  линейных перемещений в измерительных системах станков с ЧПУ или

5 с цифровой индикацией корпус 1 устройства с измерительной дифракционной решеткой 2 жестко крепитс  на подвижном органе станка - на столе, а подвижна  отсчетна  головка 3 с индикаторной дифракционной

0 решеткой 9 крепитс  на неподвижном органе станка - станине.

Устройство работает следующим образом .

При перемещении подвижного органа

Claims (1)

1. 5 станка, на котором жестко закреплена отсчетна  головка 3, движение передаетс  каретке 4, а вместе с ней и индикаторной дифракционной решетке 9, которые перемещаютс  относительно измерительной дифракционной решетки 2 по ее направл ющим плоскост м. При их освеидении излучателем пГЗразуетс  модул ционна  картина комбинационных полос, пропорциональных 1/4 периода измерительной дифракционной решетки 2 котора  воспринимаетс  фотодиодами . Светова  энерги , проход ща  через образуюи иес  комбинационные полосы, преобразуетс  фотодиодами в сигналы напр жени . Сигналы с фотодиодов поступают в электронное устройство.дл  преобразовани , счета и индикации величины перемещени . При этом при перемещении индикаторной дифракционной решетки 9 вдоль измерительной дифракционной решетки 2 зазор между ними должен быть посто нным. Зазор выставл етс , контролируетс  и регулируетс  при проведении юстировки. Применение в механизме фиксации индикаторной дифракционной решетки 9 на сферических опорах 6-8 в пр моугольном вырезе 5 каретки 4 цилиндрических эксцентриков 1113 делает конструкцию механизма фиксации разборной. При юстировке, если окажетс , что выставленный зазор между измерительной 2 и индикаторной 9 дифракционными реи .ютками изменилс , то можно отпустить э сцентрики, ослабить крепление, выставить новый зазор, подрегулировать его, после чего оп ть закрепить индикаторную дифракционную решетку 9 в пр моугольном вырезе 5 каретки 4, прижав ее демпфирующими элементами 11-13 к опорам 6-8. Предлагаемое устройство позвол ет сохранить выставленное при юстировке положение индикаторной дифракционной решетки 9 при ее фиксации, так как сами демпфирующие элементы 11-13 поджаты к корпусу, имеют фиксированное осевое положение , т.е..зазор между измерительной и индикаторной дифракционными решетками 2 и 9 не изменитс  при фиксации последней. Применение предлагаемого устройства позвол ет повысить точность измерений за счетустранени  перекосов индикаторной решетки, обеспечени  посто нства зазора между измерительной и индикаторной решетками , устранени  погрешностей, св занных с подвижной индикаторной решеткой при изменени х температуры окружающей среды, за счет фиксировани  положени  индикаторной дифракционной решетки в продольном, поперечном и в осевом направлени х. Формула изобретени  Устройство дл  измерени  линейных перемещений, содержащее корпус, закрепленную в нег- измерительну 0 дифрзкционную решетку, отсчетную головку, установленную с возможностью перемещени  вдоль решетки, установленную в отсчетной головке каретку с пр моугольным вырезом, продольна  ось которого параллельна оси симметрии измерительной дифракционной решетки, а на взаимно перпендикул рных сторонах которого выполнены сферические опоры, индикаторную дифракционную решетку, установленную в пр моугольном вырезе, механизм фиксации индикаторной дифракционной решетки на сферических опорах и механизм прижати  каретки кизмерительной дифракционной решетке , о т л и ч а ю щ е е с   тем. что, с целью повышени  точности измерений, механизм фиксации индикаторной дифракционной решетки на сферических опорах выполнен в виде демпфирующих элементов по числу сферических опор, установленных оппозитно к ним по лини м контакта с индикаторной дифра.кционной решеткой, а каждый из демпфирующих элементов выполнен в виде эксцентрично закрепленного донной поверхностью на каретке с возможностью вращени  тонкостенного стакана со сферическим буртиком ча наружной поверхности, контактирующим с индикаторной дифракционной решеткой, а стакан подпружинен в направлении контакта донной части с кареткой.

   10

   А-А

   Фиг. 2